计算机图形学CG05-走样与反走样.ppt

第5章二维光栅图形的走样 与反走样本章目标认识走样的现象和原因如何消除走样现象-反走样学会使用OpenGL的反走样函数主要内容走样现象反走样方法OpenGL相关函数AnImageisa2DFunctionAnidealimageisafunctionI(x,y)ofintensities.Itcanbeplottedasaheightfield.Ingeneralanimage

cannotberepresented

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functions.Howdowefill

thistable?SamplingGridWecangeneratethetablevaluesbymultiplyingthecontinuousimagefunctionbyasamplinggridofKroneckerdeltafunctions.SamplinganImageTheresultisasetofpointsamples,orpixels.5.1走样现象走样（aliasing）用离散量（像素）表示连续的量（图形）而引起的失真，称为走样，或称为混淆光栅图形的走样现象阶梯（锯齿）状边界图形细节失真狭小图形遗失：动画序列中时隐时现，产生闪烁5.1走样现象（1）阶梯状的图形边界像素间距大5.1走样现象（2）图形细节失真显示图形的最小单位为像素细长的矩形显示后成了加宽的矩形更细的矩形将丢失5.1走样现象（3）狭小图形的遗失与动态图形的闪烁多边形分布在像素间，不覆盖像素中心，不被显示狭小图形运动时，会间隔覆盖像素的中心，产生闪烁ExamplesofAliasingExamplesofAliasingExamplesofAliasingExamplesofAliasingTextureErrors5.2反走样方法反走样(antialiasing)在图形显示过程中，用于减少或消除走样（混淆）现象的方法方法提高分辨率方法非加权区域采样加权区域采样5.2反走样方法（1）提高分辨率的反走样方法方法简单，但代价非常大5.2反走样方法（2）非加权区域采样方法扫描转换线段的两点假设像素是数学上抽象的点，它的面积为0，它的亮度由覆盖该点的图形的亮度所决定直线段是数学上抽象直线段，它的宽度为0现实像素的面积不为0；直线段的宽度至少为1个像素；假设与现实的矛盾是导致走样出现的原因之一5.2反走样方法5.2反走样方法方法性质直线段对一个像素亮度的贡献与两者相交区域的面积成正比当直线段和某个像素不相交时，它对该像素的亮度无影响相同面积的相交区域对像素的亮度贡献相同，而与这个相交区域落在像素内的位置无关5.2反走样方法计算相交区域的面积5.2反走样方法求相交区域的近似面积的离散计算方法将屏幕像素分割成n个更小的子像素；计算中心点落在直线段内的子像素的个数，记为k，k/n为线段与像素相交区域面积的近似值例5.2反走样方法（3）加权区域采样方法权函数w(x,y)以像素A的中心为原点建立二维坐标系w(x,y)反应了微面积元dA对整个像素亮度的贡献大小，与dA到像素中心距离d成反比。高斯函数5.2反走样方法5.2反走样方法离散计算方法1．将屏幕像素均匀分割成m个子像素，则每个子像素的面积为计算每个子像素对原像素亮度的贡献，记为?将保存在一张加权表中2．求出所有中心落于直线段内的子像素，记为3．计算所有这些子像素对原像素亮度贡献之和。该值乘以像素的最大灰度值即为像素的显示灰度值5.2反走样方法w(x,y)是一个经验函数，对应的也是经验值w(x,y)可以用加权表M表示，取法有M＝3×3M＝5×55.2反走样方法例5.2反走样方法OpenGL实例5.3OpenGL函数函数启动反走样：glEnable()，参数为GL_POINT、GL_LINE_SMOOTH或GL_POLYGON_SMOOTH质量控制：glHint(GLe